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19.9: Transmutación Nuclear
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Nuclear Transmutation
 
TRANSCRIPCIÓN

19.9: Transmutación Nuclear

La transmutación nuclear es la conversión de un nucleido en otro. Puede ocurrir por la desintegración radiactiva de un núcleo, o por la reacción de un núcleo con otra partícula. El primer núcleo artificial fue producido en el laboratorio de Ernest Rutherford en 1919 por una reacción de transmutación, el bombardeo de un tipo de núcleos con otros núcleos o con neutrones. Rutherford bombardeó átomos de nitrógeno-14 con partículas α de alta velocidad de un isótopo radiactivo natural de radio y observó protones que eran expulsados de la reacción. El núcleo del producto fue identificado como oxígeno-17 en 1925 por Patrick Blackett.

Para alcanzar las energías cinéticas necesarias para producir reacciones de transmutación, se utilizan dispositivos llamados aceleradores de partículas. Estos dispositivos utilizan campos magnéticos y eléctricos para aumentar la velocidad de las partículas nucleares. En todos los aceleradores, las partículas se mueven en un vacío para evitar colisiones con moléculas de gas. Cuando los neutrones son necesarios para las reacciones de transmutación, generalmente se obtienen de reacciones de desintegración radiactiva o de varias reacciones nucleares que ocurren en reactores nucleares.

Muchos elementos artificiales han sido sintetizados y aislados, incluyendo varios a gran escala a través de reacciones de transmutación. Los elementos más allá del elemento 92 (uranio) se denominan elementos transuranio. Todos estos elementos se descubrieron mediante reacciones de transmutación, aunque los elementos 93 y 94, el neptunio y el plutonio, se encontraron posteriormente en la naturaleza como productos de descomposición del uranio.

El neptunio-239 fue creado bombardeando uranio-238 con neutrones. La reacción crea uranio-239 inestable, con una vida media de 23,5 minutos, que luego se desintegra en neptunio-239. El neptunio-239 también es radioactivo, con una vida media de 2,36 días, y se desintegra en plutonio-239.

Actualmente, el plutonio se forma principalmente en reactores nucleares como subproducto durante la desintegración del uranio. Algunos de los neutrones que se liberan durante la desintegración de U-235 se combinan con los núcleos U-238 para formar uranio-239; este sufre una desintegración β para formar neptunio-239, que a su vez sufre una desintegración β para formar plutonio-239.

La medicina nuclear se ha desarrollado a partir de la capacidad de convertir átomos de un tipo en átomos de otros tipos. Los isótopos radiactivos de varias docenas de elementos se utilizan actualmente para aplicaciones médicas. La radiación producida por su desintegración se utiliza para obtener imágenes o tratar varios órganos o partes del cuerpo, entre otros usos.

Este texto es adaptado de Openstax, Química 2e, Sección 21.4: Transmutación y Energía Nuclear.

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